Некоторые суставы костных рыб оказались очень похожими на наши, и страдают от тех же проблем. Возможно, что остеоартроз – заболевание столь же древнее, как и сами кости, – предполагают авторы работы, опубликованной журналом eLife.
USC/Gage Crump Lab
Суставы с их связками и заполненной синовиальной жидкостью сумкой являются исключительно совершенным способом подвижного соединения костей. Однако с ними связаны и определенные проблемы – прежде всего, высокая опасность развития дегенеративных процессов и деформации. Недаром остеоартроз остается одной из самых частых причин нетрудоспособности в мире. Этиология этого заболевания сложна, в ней сочетаются физиологические (нарушение обновления тканей сустава и синовиальной жидкости) и механические (травма, постоянные высокие нагрузки) причины.
Изучая структуру и эволюционную предысторию суставов, исследователи из лаборатории профессора Университета Южной Калифорнии Кейджа Крампа (Gage Crump) обнаружили, что эти проблемы могли быть знакомы животным задолго до появления человека – и даже млекопитающих. Такие суставы возникли у костных рыб еще до выхода животных на сушу, и ученые предположили, что необходимость постоянно преодолевать сопротивление воды создавала достаточную нагрузку для того, чтобы у них развивались те же проблемы, что и у нас.
Авторы изучили аквариумных рыбок данио-рерио (Danio rerio), популярный модельный организм биомедицинских и генетических, эволюционных и этологических исследований. С помощью компьютерной томографии ученые выяснили, что некоторые из суставов их челюстей и плавников действительно весьма напоминают суставы высших животных, включая человека. Аналогичные результаты были получены и при исследовании других лучеперых рыб – корюшки Gasterosteus aculeatus и щуки-панцирника Lepisosteus oculatus.
Суставы этих рыб вырабатывают гликопротеин — аналог лубрицина (протеогликан 4, PRG4) у человека – один из важных компонентов синовиальной жидкости. У мышей и людей с дефицитом лубрицина остеоартроз развивается особенно быстро. Ту же самую картину Кейдж Крамп и его соавторы наблюдали и у ГМ-рыбок данио с нарушением синтеза этого гликопротеина: в суставах челюстей и плавников у них развивался остеоартроз.
С учетом того, что эволюционные пути людей и данио разошлись сотни миллионов лет назад, ученые предполагают, что суставы с синовиальной жидкостью – приобретение почти столь же древнее, как и сами кости. И столь же древней проблемой, видимо, является остеоартроз, от которого рыбы могли страдать еще задолго до нас.
